第6章壓縮和壓注模具62

1、6.2 壓注模具壓注模具 壓注成型所使用的模具稱壓注模，又稱傳遞?；驍D塑模，是熱固性塑料模塑成型的一種常用模具。 6.2.1 壓注模的特點(diǎn)壓注模的特點(diǎn)v壓注模的結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：v 1.壓注模設(shè)有單獨(dú)的加料腔來盛裝和熔融塑料，塑料熔體是通過澆注系統(tǒng)充滿型腔的。澆注系統(tǒng)對壓注模非常重要。v 2.塑料熔體進(jìn)入型腔之前，模具已經(jīng)閉合。由于壓注成型時排氣量較大，模具需設(shè)置專門的排氣系統(tǒng)。v 3.固定式壓注模通常在加料腔和型腔周圍安放加熱元件，分別對加料腔、上模和下模三個部分加熱。移動式壓注模一般利用壓機(jī)上的上、下加熱板加熱，壓注成型前加料腔和模具本體都應(yīng)放在加熱板上進(jìn)行預(yù)熱。v 4.壓注模安放嵌件容易

2、，且塑料進(jìn)入型腔前已達(dá)到熔融狀態(tài)，故可成型徑向尺寸較小，嵌件較多的塑料制品和形狀復(fù)雜的薄壁塑料制品。v 5.壓注模的成型效率比壓縮模高，但比注射模稍低。壓注成型的塑料制品質(zhì)量及尺寸精度也比壓縮成型高，與注射成型的基本相同。v 6.壓注成型時會產(chǎn)生不能回收的澆注系統(tǒng)和加料腔殘余的凝料，故塑料耗量較多。對于小型塑料制品宜采用多型腔壓注模。v 7.壓注模塑料充模流動距離較壓縮模長，會造成明顯的填料定向，從而會引起塑料制品的各向異性和翹曲變形。塑料制品的收縮率也比壓縮成型式時大，但比注射成型時小。v 8.壓注模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求較精密，且不易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。 6.2.2 壓注模的類型及其典型結(jié)構(gòu)

3、壓注模的類型及其典型結(jié)構(gòu)v1.普通液壓機(jī)上用的壓注模普通液壓機(jī)上用的壓注模v（1）移動式壓注模，如圖）移動式壓注模，如圖6-32所示。所示。 圖6-32 移動式壓注模 1-柱塞 2-加料腔 3-上模座板 4-凹模 5-導(dǎo)柱 6-下模座板 7-型芯固定板 8-型芯v（2）固定式壓注模v圖6-33所示為安裝在上壓式液壓機(jī)上的固定式壓注模。 圖6-33 固定式壓注模 1-上模座板 2-柱塞 3-加料腔 4-澆口套 5-型芯 6-凹模 7-推桿 8-墊塊 9-推板 10-復(fù)位桿 11-下模座板 12-拉桿 13-支承板 14-拉鉤 15-凹模固定板 16-上凹模板17-定距拉桿2.專用液壓機(jī)上用的壓注

4、模專用液壓機(jī)上用的壓注模v壓注成型專用液壓機(jī)都具有兩個液壓缸，一個起鎖模作用，稱為主缸；另一個的作用是通過柱塞升起將塑料注入型腔，稱為輔助缸。 v圖6-34為上擠固定式壓注模的典型結(jié)構(gòu) 。圖6-34 上擠固定式壓注模 1-推板 2-推桿 3-下模板 4-上模板 5-加料腔 6-柱塞 7-型芯 8-墊塊v圖6-35是下擠固定式壓注模。推料柱塞設(shè)計(jì)在模具的下方，因此輔助油缸安裝在壓機(jī)下方，自下而上完成擠壓和推出塑料制品。主缸必須設(shè)置在壓機(jī)上方，自上而下完成閉模動作。圖6-35 下擠固定式壓注模 1-型芯2-上凹模3-上模4-型芯5-下凹模 6-下模7-墊板8-推桿9-加料腔鑲套10-柱塞6.2.3

5、 壓注模的設(shè)計(jì)壓注模的設(shè)計(jì)v1.加料腔與柱塞的設(shè)計(jì)加料腔與柱塞的設(shè)計(jì)v（1）加料腔的結(jié)構(gòu)形式v普通液壓機(jī)用移動式壓注模的加料腔是活動的，可從模具上單獨(dú)取下來。最常見的為底呈臺階形的圓截面加料腔，如圖6-36(a)所示。 圖6-36 移動式壓注模的加料腔結(jié)構(gòu)形式v加料腔的定位方式如圖6-37所示。 圖6-37 移動式壓注模加料腔的定位方式v普通液壓機(jī)用固定式壓注模的加料腔與上模板連成一體，主流道常采用澆口套的結(jié)構(gòu)形式。小型壓注模的加料腔底部一般開設(shè)一個主流道通向型腔，如圖6-38（a）所示。大型壓注模的加料腔的底部則可開設(shè)多個主流道通向型腔，如圖6-38(b)所示。圖6-38固定式壓注模的加料腔

6、1-柱塞 2-加料腔 3-襯套v用液壓機(jī)用壓注模的加料腔橫截面為圓形，因截面尺寸與鎖模力無關(guān)，故其直徑通常較小，高度較大。加料腔一般采用襯套形式按一定方式固定在模板上，圖6-39為兩種常見的固定方式，其中圖(a)是用螺母鎖緊，圖(b)是用臺肩固定。圖6-39 專用液壓機(jī)用壓注模加料腔的結(jié)構(gòu)形式（2）加料腔的尺寸確定v普通液壓機(jī)上用的壓注模其壓注成型壓力和鎖模力都是靠液壓機(jī)同一油缸提供，故從鎖模的角度考慮，要求加料腔的橫截面積(A加)大于塑料制品和澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積(A)之和，一般按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算v A加=(1.11.25)A (6-20)v壓注模為垂直分型面時(如圖6-40所示)，為

7、了防止對拼凹模因內(nèi)部壓力而抬起，其加料腔的橫截面積應(yīng)按下式計(jì)算v A加=2A垂tg(-) (6-21)v式中 A垂塑料制品與澆注系統(tǒng)在垂直分型面上投影面積之和，mm2；v 對拼凹模與模套的拼合角度，一般取12；v 摩擦角，一般取=8。圖6-40 垂直分型面的壓注模v專用液壓機(jī)用壓注模加料腔的橫截面積可按下式計(jì)算v A=P輔公P (6-22)v式中 A加加料腔的橫截面積，mm2；v P輔公液壓機(jī)輔助缸的公稱壓力,N；v P壓注成型所需的單位成型壓力，MPa，查表6-5。v加料腔的高度可按下式計(jì)算v H=V料A加+(815)(mm) (6-23)v 而 V料=K壓V (6-24)v式中 H加料腔高

8、度，mm；v V料所需塑料的體積，mm3；v K壓塑料的壓縮率；v V塑料制品及澆注系統(tǒng)體積之和，mm3。 （3）柱塞v柱塞的作用是將加料腔內(nèi)的熔融塑料壓入澆注系統(tǒng)并注入型腔。v普通液壓機(jī)用壓注模柱塞的結(jié)構(gòu)形式如圖6-41所示。 圖6-41 普通液壓機(jī)用壓注模柱塞的結(jié)構(gòu)形式v專用液壓機(jī)用壓注模柱塞的結(jié)構(gòu)形式如圖6-42所示。 圖6-42 專用液壓機(jī)用壓注模柱塞的結(jié)構(gòu)形式v為了拉出主流道廢料，可在柱塞的端面開設(shè)楔形槽，如圖6-43所示。其中(a)用于直徑不大的柱塞，圖(b)用于直徑較大的柱塞，圖(c)用于有多個主流道的模具。圖6-43 柱塞的拉料結(jié)構(gòu)v（4）加料腔與柱塞的配合v 一般加料腔與柱塞

9、按H9f9配合或采用O.05O.1mm的間隙配合。為了避免柱塞壓到底時直接壓在上模板上，柱塞的高度應(yīng)比加料腔的小O.5lmm，同時在底部轉(zhuǎn)角處二者配合后也應(yīng)留有0.3O.5mm的儲料間隙。v2.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)v澆注系統(tǒng)是將熔融塑料由加料腔引向型腔的通道。壓注模澆注系統(tǒng)的作用和形狀與注射模相類似，但兩者的設(shè)計(jì)要求有所不同，壓注模的澆注系統(tǒng)除了要求流動時壓力損失小外，還要求塑料在高溫的澆注系統(tǒng)中流動時進(jìn)一步熔融和升溫，使其以最理想的流動狀態(tài)進(jìn)入型腔。v壓注模的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和反料槽各部分組成，如圖6-44所示。但在某些特殊情況下，上述組成部分不一定全部都有，有

10、的可不設(shè)分流道和反料槽。 圖6-44 壓注模澆注系統(tǒng)1-主流道 2-分流道 3-澆口 4-反料槽（1）主流道的設(shè)計(jì)v 在壓注模中，主流道一般采用圓形截面，但當(dāng)主流道設(shè)置在垂直分型面上時，為了制造方便，也可用矩形截面。常見的主流道有正圓錐形、倒圓錐形和帶分流錐的等三種主要形式，如圖6-45所示。 圖6-45 主流道形式（2）分流道的設(shè)計(jì)v為了獲得理想的傳熱效果，使塑料受熱均勻，同時又考慮加工和脫模都較方便，壓注模的分流道常采用比較淺而寬的梯形截面形狀，并且最好開設(shè)在塑料制品留模那一邊的模板上。分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑料性能、塑料制品體積、壁厚及形狀復(fù)雜程度而定，一般截面積可為澆口截面積的1.5倍

11、，梯形截面分流道的截面尺寸可參考圖6-46確定。分流道也可采用半圓形截面形狀，其半徑一般取R=34mm。圖6-46 梯形截面分流道尺寸（3）澆口的設(shè)計(jì)v壓注模常用的澆口形式與注射?；鞠嗤?，主要有直接澆口、側(cè)澆口和環(huán)形澆口等。其中直接澆口多用于倒圓錐形主流道與塑料制品直接連接的情況，其截面一般為圓形，澆口直徑24mm，長度為23mm，如圖6-47所示。 圖6-47 用于倒錐形主流道的直接澆口在確定壓注模澆口的位置時，一般應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。v有利于塑料充滿型腔 澆口一般應(yīng)盡量開設(shè)在型腔內(nèi)最暢通的地方，使塑料能很快地流到較遠(yuǎn)的地方。但應(yīng)注意使塑料在型腔內(nèi)順序填充，避免產(chǎn)生渦流或紊流現(xiàn)象。v保證塑料制

12、品的外觀質(zhì)量 澆口位置應(yīng)避開塑料制品的重要表面，一般不宜從塑料制品的正面注入塑料。v減少塑料制品的變形 熱固性塑料在流動時會產(chǎn)生填料的定向作用，造成塑料制品變形、翹曲甚至開裂，特別是含長纖維填料的塑料定向更嚴(yán)重，因此應(yīng)注意澆口的位置。例如對于長條形塑料制品，當(dāng)澆口開設(shè)在長條中點(diǎn)時容易引起長條彎曲，而改在端部進(jìn)料較好。同樣，圓筒形塑料制品單邊進(jìn)料時易變形，改為環(huán)形澆口進(jìn)料則較好。v避免熔體直接沖擊型芯或嵌件。澆口位置應(yīng)盡量避免熔體注入型腔時直接沖擊型芯或嵌件，否則型芯或嵌件易發(fā)生變形，壓力損失增大，還易產(chǎn)生熔接痕。v便于去除及修整澆口。(4)反料槽 v反料槽的作用是有利于熔體集中流動以增大流速，

13、還有儲存冷料的功能。反料槽一般位于正對著主流道大端的模板平面上，如圖6-48所示。其尺寸大小按塑料制品大小而定。圖6-48 反料槽的結(jié)構(gòu)3.排氣槽的設(shè)計(jì)排氣槽的設(shè)計(jì)v壓注模排氣槽的位置應(yīng)按以下原則確定：v （1）排氣槽應(yīng)開設(shè)在熔體流動路線的末端，即氣體的最終聚集處，以利于氣體的排出。v （2）排氣槽宜開設(shè)在靠近嵌件或壁厚最薄處，這樣排氣槽既可排氣又可排出部分冷料，有助于提高塑料的熔接強(qiáng)度。v（3）排氣槽應(yīng)盡量開設(shè)在分型面上，這樣排氣槽溢邊易隨塑料制品脫出，便于清理溢邊。v排氣槽的尺寸視塑料制品大小及排氣槽數(shù)量而定。對于中、小型塑料制品，分型面上排氣槽的尺寸可取深0.040.13mm，寬3.26

14、.4mm。 4.液壓機(jī)的選擇液壓機(jī)的選擇v（1）普通液壓機(jī)的選擇v選擇普通液壓機(jī)時，一般先根據(jù)塑料品種及加料腔的橫截面積求出壓注成型所需的總壓力，再根據(jù)所需總壓力選定液壓機(jī)的噸位。v 壓注成型時所需總壓力按下式計(jì)算v P總=pA加 (6-25)v式中 P總壓注成型時所需的總壓力，N；v p壓注成型時所需的單位成型壓力，MPa，可按表6-5查?。籿 A加加料腔的橫截面積(計(jì)算方法見式6-20、6-21)，mm2 。v根據(jù)所需總壓力P總即可求得液壓機(jī)的公稱壓力P公，從而確定液壓機(jī)所需噸位數(shù)v P公KP總 (6-26)v式中 P公液壓機(jī)的公稱壓力，N；v K安全系數(shù)，一般取K=1.31.6。（2）專

15、用液壓機(jī)的選擇v在專用液壓機(jī)上進(jìn)行壓注成型時，模具所需的壓注成型壓力和鎖模力分別由液壓機(jī)的輔助缸和主缸提供，應(yīng)根據(jù)所需壓注成型壓力和鎖模力的大小分別確定輔助缸和主缸的公稱壓力。v 輔助缸的公稱壓力可按下式確定v P輔公KpA加 (6-27)v式中 P輔公液壓機(jī)輔助缸的公稱壓力，N。v 主缸的公稱壓力可按下式確定v P主公=KpA (6-28)v式中 P主公液壓機(jī)主缸的公稱壓力，N；v p壓注成型時型腔內(nèi)塑料熔體的實(shí)際最大壓強(qiáng)，MPa，p=P輔公/A加。本章小結(jié)本章小結(jié)v本章介紹了用于熱固性塑料成型的壓縮和壓注模具的分類、特點(diǎn)、組成和典型結(jié)構(gòu)。對模具結(jié)構(gòu)形式的選擇、分型面的確定、成型零件的設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等方面都做了一定程度的講解和分析。習(xí)習(xí) 題題v6-1 壓縮與壓注成型模具各有哪些類型？v6-2 壓縮模設(shè)計(jì)時，對壓力機(jī)需進(jìn)行哪些參數(shù)的計(jì)算校核?v6-3 如何選擇制品在壓縮模具中的加壓方向?v6-4 移動式壓縮模